JP3690528B2 - 軟骨修復ユニット - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、関節軟骨を再生するための生体吸収性軟骨修復システム、より特定的に言うと、システムと関節軟骨及び海綿骨の隣接する健康な部域との間の血管侵入及び細胞移動を可能にし、これにより、損傷を受けた関節軟骨を再生する結果となるようなシステムに関する。
関節、特にひざ及び腰の関節内の骨の表面上の関節軟骨は、外傷又は疾病によってひき起こされる劣化を受けやすい。軟骨のこの劣化は、痛みを招き、場合によっては関節運動の喪失や激しい痛みを招来する。その結果、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を治療し修復するためのさまざまな方法が開発されてきた。
損傷又は破壊を受けた関節軟骨と置換するために、往々にして補てつ装置が使用される。例えば、米国特許第４，６２７，８５３号は、関節軟骨の置換のために用いられるプロテーゼを開示している。プロテーゼは、骨の分節の鉱物質除去によって調整され、鉱物質除去された骨分節は、関節軟骨のための置換物として役立つ。
米国特許第４，８８０，４２９号は、ひざの中に移植される補てつ半月を開示している。この補てつ半月は、未変性半月組織の再成長のための足場として作用し、グリコアミノグリカン分子が散在する膠原繊維を含む。
米国特許第５，１７６，７１０号は、関節の咬合表面上の骨材料を置換するためのプロテーゼを開示している。このプロテーゼは、それに剛性を付与するべく特定の弾性係数を有しており、生物学的内殖に適した凹状の形状を内含している。
米国特許第４，５０２，１６１号は、骨の関節表面と関節の間の天然の半月に置き換わり、骨への付着のためのインサート及び拡張部分及びその中に埋め込まれた補強用織物またはメッシュを含んで成る補てつ半月を開示している。
米国特許第３，７４５，５９０号は、関節の修復又は置換のためのプロテーゼにおいて、基幹部及び靭帯要素を含む本体部分を含み、組織の内殖を可能にするプロテーゼを開示している。
米国特許第５，１２３，９２７号は、抗生物質を含有する骨セメントを含むひざのプロテーゼを開示している。
損傷又は破壊を受けた関節軟骨の置換に用いることのできる補てつ装置はいくつか存在するものの、補てつ装置にはいくつかの欠点がある。例えば、骨に補てつ装置をとりつけるのに用いられるセメントは、ゆるんだり場合によっては破損する可能性がある。その上、断片化したセメントは関節及びそれに付随するリンパ組織内に移動して、炎症やさらなる損傷をひき起こす可能性がある。さらに、セメントは、骨とプロテーゼの間の繊維質組織の形成を結果としてもたらす。プロテーゼの使用に付随するもう１つの主要な欠点は、補てつ装置が置換を必要とする損傷した軟骨よりも大きく、補てつ装置を収容するために健康な骨及び／又は軟骨の一部分の除去が必要となる可能性がある、という点にある。従って、補てつ装置に付随する問題を回避する関節軟骨を修復し再生するためのシステムに対する必要性がなおも存在する。
損傷を受けた関節軟骨を治療するもう１つの手段は、軟骨の切り取られた細片の代用となる修復部品を骨の上に設置することにある。例えば米国特許第５，０６７，９６４号は、しなやかで平坦な表面及び湾曲した表面に容易に合わせることができる不織のフェルト状の繊維質材料の層を含む関節軟骨修復部品を開示している。この関節軟骨修復部品は、例えば生体吸収性のネジ又はピン又は同様の一時的固定技術により骨に付着される。繊維組織内殖は、場合によって修復部品をとり囲み、かくして修復部品を骨に永久に付着させる。米国特許第５，０６７，９６４号は、損傷を受けた関節軟骨を修復するための代替的方法を開示するものの、これは、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を再生する手段又は方法を全く開示してはいない。このため、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を再生することを目的とし、再生された関節軟骨が、損傷を受けていない関節軟骨と機能的に類似しているようなシステムに対する必要性は残されたままである。
従って、本発明の目的は、関節軟骨を再生するためのシステムを提供することにある。
他の目的は、再生された関節軟骨が、繊維質又は繊維軟骨性の修復よりも機能的に優れ、損傷を受けていない関節軟骨と機能的に類似しているような関節軟骨を再生するシステムを提供することである。
さらに他の目的は、損傷又は破壊を受けた関節軟骨の再生について用いられる軟骨修復システムを提供することである。
本発明のまたさらに他の目的は、セメント又は非生体吸収補てつ装置を用いた軟骨修復システムの実施形態を提供することである。
発明の要約
本発明の上述の及び関連する目的は、除去された損傷又は破壊を受けた部域とこれに隣接する関節軟骨及び海綿骨（cancellous or trabecular bone）の健康な部域との間に軟骨形成成長支持基質を確立する、骨の表面上に、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を再生するための生体吸収軟骨修復システムによって得られることがわかった。このシステムは、除去された部域と隣接する健康な骨の部域との両方に取り付けられるような形態及び寸法を有する生体吸収デリバリーユニットのアセンブリと、このデリバリーユニットにより及びその中で支持され、軟骨形成成長支持基質のための除去された部域とこれに隣接する健康な部域との間の連絡を樹立する多孔質の生体吸収性インサートとを含む。
好適実施形態では、インサートは、軟骨形成成長支持基質を樹立することを助けるためにインサート中に取り外し可能な形で配置された修復因子を含む。修復因子は、成長因子であってもよく、好ましくは、線維芽細胞成長因子、トランスフォーミング増殖因子ベータ、インシュリン、インシュリン様成長因子、血小板由来成長因子及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものである。或いは、修復因子は、付着因子であってもよく、好ましくは、フィブロネクチン、ＲＧＤポリペプチド及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものである。実際には、修復因子は、好ましくは成長因子及び付着因子の両方を含む。
軟骨修復システムは、普通、複数の前述のアセンブリを含み、これは、骨及び除去された部域の内部に配置されているアセンブリのデリバリユニットと、除去された部域の実質的な部分にわたって軟骨形成成長支持基質を樹立するアセンブリのインサートとを有する。好ましくは、アセンブリのデリバリユニットは、多角形の形態をしており、互いに嵌め会わされている。
他の好ましい実施形態では、インサートは、ヒアルロン酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリ乳酸、フィブリン凝塊、骨膜細胞、ポリジオキサン、ポリエステル、アルギン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択された生体吸収基質から実質的に構成され、一方、デリバリユニットは、ヒアルロン酸ポリグリコール酸、ポリ乳酸、アルギン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択された生体吸収材料を含む。好ましくは、デリバリユニットは、一体として成型され、隣接するインサートの表面への血管の侵入及び細胞の移動をそれを通って可能にするための流路を画定する。
軟骨修復システムは、好ましくは、デリバリユニットとデリバリユニット中のインサートとの相対的な回転を排除する手段を含む。
本発明は、さらに、軟骨形成成長支持基質を樹立するために、骨の表面上に取り付けられるように適合された軟骨修復システムを包含し、ここで、このシステムは、骨に取り付けられるような形態及び寸法を有し、支持フレーム及び、骨中にユニットを取り付けるための手段を含む生体吸収デリバリユニットと、軟骨形成成長支持基質をもたらすための支持フレームによって支持された多孔質の生体吸収インサートを含む。
好ましい実施形態では、インサートは、軟骨形成成長支持基質を増強するために、インサート中に取り外し可能に配置された修復因子を含む。さらに、支持フレームは、インサートへの血管の侵入及び細胞の移動を可能にするために構築されている。したがって、支持フレームは、好ましくは、開放した上面と、インサートの底部に対して血管の侵入及び細胞の移動を可能にするためにそこを通る複数の流路を画定している底面と、場合によっては、健康な関節軟骨の部域に隣接するインサートの側面へ細胞の移動を可能にするようにインサートがそこを通って拡張するウィンドウを画定している側壁とを有する。ユニット及びインサートは、アセンブリを画定し、好ましくはシステムは、突き合わせ及び隣接した関係の複数のアセンブリからなる。ユニットは好ましくはインサートよりも堅い。
【図面の簡単な説明】
本発明についての上述の簡単な記述ならびにその特徴及び利点は、例示的なものではあるものの、現在好まれている本発明の実施形態に関する以下の詳細な記述を添付図面と合わせて参照することによって、さらに完全に理解できることと思われる。なお図面中、
図１は、本発明による軟骨修復システムの１対のアセンブリを中に有する、ひざの断片的概略図である。
図２は、軟骨修復システムの１つのアセンブリの分解等角投影図である；
図３は、その上面平面図である；
図４は、その側面立面図である；
図５は、図３のライン５−５に沿って切り取ったその断面図であり、骨の中に挿入された軟骨修復システムを断片的に示している。そして、
図６は、混在的な隣接するアセンブリが断片的に斜線で例示されている状態の、図５のライン６−６に沿って切り取られた断面図である。
好適実施形態の詳細な説明
ここで図面、その図１を参照すると、全体として１０という参照番号で表わされている本発明による軟骨修復システムが例示されている。より詳しくは、図１に例示されている軟骨修復システム１０は、全体として１２という番号で示されている複数のアセンブリから成る（ここでは２つが例示されているが、その所要数は損傷を受けた部域の範囲によって決定されるものと理解すべきである）。各々のアセンブリ１２は、それ自体、生体吸収性のデリバリユニット１４と多孔質の生体吸収性インサート１６から成る。デリバリユニット１４は、損傷又は破壊を受けた関節軟骨が除去された部域、及び骨の隣接する健康な海綿骨部域の両方の中に取りつけられるような形態及び寸法を有する。多孔質インサート１６はデリバリユニット１４によりその中に支持され、軟骨形成成長支持基質のため、除去された部域（すなわち、損傷又は破壊を受けた関節軟骨が除去された部域）とこれに隣接する健康な部域の間の連絡を樹立し、かくして血管の侵入及び細胞の移動を促進し関節軟骨の再生を達成する。
システム１０は図１において、大腿部のひざ関節表面Ｋ上で損傷及び破壊を受けた関節軟骨を再生するべく使用されるものとして例示されているが、当業者ならば、このシステム１０が、肩、腰などといったその他の関節においても同様に有用なものであることは容易に理解できることであろう。骨の表面上の損傷又は破壊を受けた関節軟骨の範囲は、システム１０が単一のアセンブリ１２を用いるか複数のアセンブリ１２を用いるかを決定することになる。例示されているアセンブリ１２（特にそのデリバリユニット１４）は、平面の多角形であり、相互はめ合い状態にある……すなわち、好ましくは並んだ関係で隣接する突合せ接触状態に取りつけられ得るような形で配置されている。アセンブリの外周が多角形であることから、アセンブリ１２（全体に図６で例示されている）は相互はめ合い状態となることができ、かくして、骨の指定部域を完全に覆うように複数のアセンブリ１２を使用すべきである場合には、この性質が好まれる。しかしながら、単一のアセンブリ１２のみが用いられる場合には、円形形態といったようなその他の形態も好まれるであろう。
理論的には、デリバリユニット１４及びインサート１６の両方の機能を果たす単体のモノブロックの一体型アセンブリ１２を単一の製造作業の中で作り出すことが可能であるものの、本発明は、別々の２つの独立して形成された構成要素、すなわちデリバリユニット１４及びインサート１６を好んで利用する。以下に詳述する通り、インサート１６は、比較的広範な異なる材料で作ることができ、軟骨形成成長支持基質を樹立する上で助けとなるよう中に取り外し可能な形で配置された修復因子（例えば成長因子又は付着因子）を含むことも可能である。従って、本発明のアセンブリ１２が２つの構成要素でできているという性質により、インサート１６の基本的組成及びその中の何らかの修復因子組成の両方に関するその時点での患者の特定のニーズを満たすべく、外科手術時点で異なるインサート１６の供給物の中からインサート１６を選択することが可能となる。ここでも又インサート１６（及びその中のあらゆる修復因子）及びそのデリバリユニット１４の異なる性質のため、例えば修復因子の適切な保持を提供する目的などで、デリバリユニット１４とは異なる環境内で特定のタイプのインサート１６を使用前に保管する必要性がでてくるかもしれない。最後に、アセンブリ１２のデリバリユニット１４及びインサート１６は、既知の製造技術を通して一体型のモノブロック単体要素の形で達成することの困難な異なる機能的特性を有していなければならない。従って、以下で論述するとおり、デリバリユニット１４は、多大な曲げ又は変形無く骨の中に突き固めできるように充分な強度及び無欠性を有していなければならず、一方インサート１６は、好ましくは、デリバリユニット１４にきちっと嵌まることが可能で、かくしてデリバリユニット１４により位置づけされた軟質形成成長支持基質を提供するように、基質の形をした柔軟な弾力性ある多孔質材料である。
特に図２及び図５を参照すると、デリバリユニット１４は、上方のカップ様の支持フレーム２２及び下方のＴ字形の細長い部材２３で構成されている。支持フレーム２２は、開放した上面を画定する上部リム２４、側壁２６及び底面部分３０を有する。細長い部材２３（好ましくは円筒形である）は、底面部分３０（好ましくは凹状である）から下向きに延び、半径方向に延びるリブ３８、面取りされた平滑底面４０及び中を軸方向に延びる（好ましくは直径約1.5mmの）中ぐり４２を有する。ディスク又はウェーハ様のインサート１６は、上部表面５２、側壁５４、底部表面５６及び、中を軸方向に延びデリバリユニット１４内への挿入の後はその中ぐり４２と同軸になるような中ぐり５８（好ましくは直径約1.5mm）を有する。
デリバリユニット１４の支持フレーム２２は、その中にインサート１６を収容し、支持フレーム２２の側壁２６はインサート５０の側壁５４を内部に収容する。インサート１６の底部表面５６及び支持フレームの底面部分３０は、対応して形づくられ、好ましくはインサート１６の底部表面が突出部分を画定し、底面部分３０の上部表面は突出部収容キャビティを画定し、かくして挿入プロセスの後２つの中ぐり４２，５８が自動的にかつ精確に同軸的に配置されるようになっている。換言すると、インサート１６が支持フレーム２２内に固定されている場合、細長い部材２３の中の中ぐり４２及びインサート１６の中の中ぐり５８は、垂直に心合せされた隣接した関係にある。
移植片技術の当業者であれば容易に認識できるように、健康な海綿骨部域と除去された損傷軟骨の部分の間でインサート１６を介して血管侵入及び細胞移動が行なわれなければならない場合、デリバリユニット１４とインサート１６の相対的な回転を妨げる手段が具備されなくてはならない。これは、数多くの異なる方法で達成することができる。
第１に、図２−３及び６を見ると最も良くわかるように、インサート１６の外周及び支持フレーム２２の内周は多角形であっても不規則（すなわち円形でない）であってもよく、ただ１つのユニットとしてのみ回転するように一緒にロックされるような形で互いに突き合わさるような寸法を有していてよい。例えば、図示されている通り、インサート１６の六角形の外周は、相対的な回転を妨げるよう支持フレーム２２の六角形の内周の中にすべりばめする。
第２に、支持フレーム２２の凹状底面部分３０の上部表面は、側壁２６に隣接して上向きに延びるボス６０を構成することができ、一方インサート１６の下部表面は、図３及び６を見れば最も良くわかるように、ボス６０を収容するような形態及び寸法をもつ上向きに延びるリセス６２を構成することができる。ボス６０及びリセス６２の数ならびにその形状、サイズ及びその位置づけは、インサート１６がデリバリユニット１４内にあるときボス６０はリセス６２内にぴったりと収容され、かくしてインサート１６が支持フレーム２２内にあるかぎりインサート１６及びデリバリユニット１４が相対的に回転することがないような形で選択される。
第３に、インサート１６の側壁５４は、その中又はそれを通って半径方向に外向きに延びるフランジ６４を構成することができ、支持フレーム２２の側壁２６は、その中又はそれを通してフランジ６４をぴったりと収容するような形態及び寸法を有するウィンドウ６６をその中を通して構成することができる。フランジ６４及びウィンドウ６６の数ならびにそのサイズ、形状及び間隔どりは、インサート１６が支持フレーム２２内にあるとき、フランジ６４がウィンドウ６６内へ（そして可能であればその中を通って）ぴったりと延びているかぎりにおいて、インサート１６とデリバリユニット１４の相対的回転が妨げられるような形で選択される。フランジ６４を有するインサート１６が、ウィンドウ６６を有する支持フレーム２２内に容易に挿入され得るようにするためには、好ましくは、インサート１６又は少なくともそのフランジ６４は、弾性的に可撓性である。フランジ６４又はウィンドウ６６は同様に、挿入プロセス中にウィンドウ６６内にフランジ６４を容易にスナップ留めできるようにするため、面とりされた縁部を有していてもよい。
最後の２つの変形形態においては、ボス６０の高さ及びリセス６２の深さ又はフランジ６４及びウィンドウ６６の相対的高さは、インサート１６の底部表面５６がデリバリユニット１４の底面部分３０の上部表面上に載ることになるように選定される。機械技術の当業者であれば、機械技術分野で周知の異なるさまざまなくさび留めメカニズムを用いてインサート１６とデリバリユニット１４の相対的回転を妨げることができるということがわかるであろう。しかしながら、本発明において、生体吸収性要素すなわちデリバリユニット１４とインサート１６は、その製造材料を人体が加水分解するにつれて経時的に消滅することになるということにも留意しなくてはならない。従って、インサート１６とデリバリユニット１４の相対的回転を妨げるための適切なくさび留め機構の選択は、この考慮事項を念頭において行なわれなくてはならない。説明の目的でさまざまな異なるくさび留め機構が単一の実施形態の中で例示したが、実際には、このような機構を複数使用することもできるものの、特定の実施形態について単一のくさび留め機構で充分である可能性もあるということがわかるであろう。
インサート１６が軟骨形成成長支持基質として機能できるようにするためには、このインサートは関節軟骨の欠損を再生するべく血管侵入及び細胞移動にアクセスできなくてはならない。このようなアクセスは、中ぐり５８によってインサート１６内周上で提供される。インサート１６の外周上では、支持フレーム２２上のウィンドウ６６が隣接する健康な関節軟骨又は隣接する修復アセンブリに対する直接的接触を提供している。これらのウィンドウ６６により、インサートに細胞移動が発生し得るようになっている。インサート１６の上部表面５２全ては、影響を受けた関節の関節性環境に露呈され、インサート１６の底部表面５６の大部分は、支持フレーム２２の底面３０を通って軸方向に延びる流路６８通して海綿骨に露呈されている。除去された損傷した関節軟骨の部域と健康な海綿状又は小柱状の骨の間の連絡を提供する流路６８の数ならびにそのサイズ、形状及び位置づけは、デリバリユニット１４の強度に不当に有害なほどの影響を及ぼすことなく望ましいレベルの連絡を提供するように選択される。軸方向に配置された流路６８は、当然のことながら細長い部材２３から半径方向外向きに配置され、流路６８がその中を通って軸方向に延びなくてすむようになっている。
デリバリユニット１４は硬く、好ましくは、予想される圧力の下で曲がったり変形したりしない。これは好ましくは一体として成形される。デリバリユニット１４が移植体の技術分野では周知のものといった生体吸収性材料で作られていることがきわめて重要である。例えば、これは好ましくはポリグリコール酸、ポリ乳酸又はそれらの組合せ（例えばその共重合体及び混合物）で作られている。
除去された部域の大部分がアセンブリ１２で満たされるように、損傷を受けた関節軟骨の除去された部域の中に複数のデリバリユニット１４を隣接して設置することもできる。この場合、デリバリユニット１４は好ましくは正多角形であり、突合せ及び隣接した関係で相互にはめ合わさっている。唯一つのデリバリユニットが利用される場合又は、除去された部域の部分的網羅のみが望まれている場合に、円形デリバリユニットを使用することができる。
インサート１６は、好ましくは体積あたり少なくとも９５％の空隙率で定義付けされる基質又は海綿体の形をした多孔質材料で実質的に作られ、かくしてこれは関節軟骨を再生するため、細胞の侵入のための生物学的足場として役立つ。これは標準的には不織布のフエルト様の感触をもつ。インサート１６は、デリバリユニット１４内にこれを押し込み、プレスし又はスナップ留めすることが必要である場合に、手で曲げたりたわめたりすることができる。インサート１６が実質的に（標準的には少なくとも９９重量％）、ヒアルロン酸（例えば繊維基質として）、ポリグリコール酸（例えば繊維基質として）、タイプＩのコラーゲンを含むコラーゲン（例えば海綿体基質として）、ポリ乳酸（例えば繊維基質として）、フィブリン凝塊（デリバリユニットへと充填され成形され得るもの）、コラーゲン（ポリグリコール酸基質内へ上張りができるもの）、単離された骨膜細胞、ポリジオキサン、ポリエステル、アルギン酸塩又はそれらの組合せからなる群から選ばれた生体吸収性材料で構成されていることが重要である。ポリ乳酸そしてそれより程度は低いがヒアルロン酸、ポリグリコール酸及びアルギン酸塩は、インサート１６の硬度及び寿命（すなわち、その場で移植後の耐用年数）に貢献する。インサートは、その結晶度、ひいてはその硬度及び寿命を修正するべく焼なまし（すなわち熱処理又は蒸煮）を受けることもできる。単離された骨膜細胞をインサート材料内で培養させるか又は外科手術時にインサート材料内に上張りすることも可能である。間葉基幹細胞又は軟骨細胞といったようなその他の細胞タイプをインサート材料に加えることもできる。
その上、本発明の好ましい実施形態では、インサート１６は基質内に、医学技術分野において周知の成長因子及び／又は付着因子といったような「修復因子」を含有することができる。例えば、インサート１６は、成長因子として、線維芽細胞成長因子（酸性又は塩基性）、トランスフォーミング増殖因子ベータ（１、２、３又は、骨形態発生タンパク質ＢＭＰのようなＴＧＦ−ベータの超遺伝子ファミリーの１つ）、インシュリン、インシュリン様成長因子１＆２、血小板由来成長因子又はそれらの組合せを含有することができる。インサートの中で使用できる付着因子としては、フィブロネクチン、ＲＧＤポリペプチド及びそれらの組合わせが含まれる。普通、修復因子は合計でインサート重量の１％未満であるが、因子の特異的活性及び放出速度に応じて最高１０％の範囲内であり得る。修復因子は塩基性移植体組成物と化学的に組合わせてもよいし（例えばその重合中に）、すでに形成された塩基性移植体組成物に添加することもできる。前者の場合、塩基性移植体組成物が生体内分解するにつれて付加的な修復因子が典型的に利用可能となる。
ここで図５を参照すると、損傷又は破壊を受けた関節軟骨の外科的除去の後、細長い部材２３（支持フレーム２２の凹状底面部分３０から下向きに延びる）は、損傷を受けた軟骨部域より下にある軟骨下の骨板７２を通して海綿骨７４の中に設置される。支持フレーム２２は、軟骨下の骨板７２によって支持されている。細長い部材２３は、骨の軟質の領域である海綿骨７４の中へこの部材２３を容易に設置できるように、面とりされた平滑な底面４０をもつ。細長い円筒形部材２３の底面４０は、平滑であり，そのため細長い円筒形部材２３が海綿骨７４の内部に設置された時点で底面４０が破損することはない。細長い部材２３が軟質の海綿骨７４内に設置されると、海綿骨７４は、細長い部材２３の半径方向に延びるリブ３８により移動させられ、その回りに再度形成する。この要領で、細長い部材２３ひいては軟骨修復システム１０は所定の位置に保持される。
デリバリユニット２０が骨の中に設置された時点で、支持フレーム２２の上部リム２４は、損傷を受けていない関節軟骨７６と平面となる。支持フレーム２２の上部リム２４及びウインドウ６６は骨の内部に設置されず、むしろ周囲の関節軟骨に露呈された状態にとどまる。重合体インサート５０の上部表面５２は関節空間環境に露呈されている。支持フレーム２２の側壁２６の外表面の上面部分は、除去された軟骨の部域の未端部位に隣接して設置された時点で隣接する支持フレーム２２の側壁２６の外表面の上面部分（図６参照）又は損傷された周辺関節軟骨７６のいずれかと、側面方向に突き合わさる。支持フレーム２２の側壁の外表面の底面部分（すなわちウインドウ６６より下の部分）は、軟骨下の骨板７２上にありこれと側面方向に突き合わさる。
本発明の軟骨修復システムが、除去された損傷した関節軟骨の部域内で、軟骨下の骨板７２を通して海綿骨７４内へと設置された時点で、支持フレーム２２の底面部分３０内の流路６８は、軟骨形成成長支持基質を介して、健康な海綿骨７４と損傷を受けた関節軟骨部域の間の連絡を可能にする。こうして、血管侵入及び細胞移動が可能となり、その結果、関節軟骨が再生される。再生された関節軟骨は、損傷を受けていない関節軟骨と機能的に類似している。本発明の軟骨修復システムは、経時的に生体吸収され、従って軟骨再生中又はその後に外科的に除去する必要はない。吸収率は配合によって制御されその部位特異的利用に応じ、６〜１２週間から１年に及び可能性がある。
インサート１６の塩基性生体吸収性組成物が経時的に分解又は加水分解するにつれて、その中に含有された如何なる修復因子も、漸進的に部位内に放出され、かくしてさらに細胞の再生を促進する。細胞再生はインサート全体を通して生じる。
「生体吸収性」という語は、この明細書及びクレームにおいては、再生された周囲の関節軟骨が、損傷を受けていない関節軟骨と機能的に類似しているように人体により分解又は吸収されるような材料を表わすものとして用いられている。
要するに、本発明は、関節軟骨を再生するためのシステムであり、再生された関節軟骨は、損傷を受けていない関節軟骨に機能的に類似し、したがって、セメント又は非生体補てつ装置を用いることなく、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を置換するシステムを提供する。
以上で本発明の好ましい実施形態を示し詳述してきたが、当業者にはこれに対するさまざまな修正及び改良が容易に明らかとなることだろう。従って、本発明の精神及び範囲は広範なものであり上述の明細ではなく添付のクレームによってのみ制限されるものとみなされるべきである。

Claims (23)

1. 除去された、損傷又は破壊を受けた関節軟骨の部域とこれに隣接する健康な関節軟骨及び軟骨下の海綿骨の部域との間に軟骨形成成長支持基質を樹立することによって、骨の連結表面に、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を再生する生体吸収軟骨修復ユニットであって、当該軟骨修復ユニットは、
   Ａ 滑膜性連結液の吸収による実質的な拡張に対して寸法的に安定な実質的に完全な生体吸収物質からなり、除去された損傷又は破壊を受けた関節軟骨の部域とこれに隣接する健康な関節軟骨及び軟骨下の海綿骨の部域との両方に取り付けられるような形態及び寸法をしたデリバリユニットと；
   Ｂ 前記デリバリユニットにより支持され、実質的に完全な生体吸収物質からなり、軟骨形成成長支持基質のために、前記除去された部域とこれに隣接する健康な部域との間の連絡を樹立するために体積当たり少なくとも９５容量％の空隙率で定義付けされた多孔質インサートと；
   のアセンブリを含み、前記デリバリユニットは、隣接する前記インサートの表面への血管の侵入及び細胞の移動をそれを通って可能にする流路を画定する、当該軟骨修復ユニット。
2. 前記インサートは、前記軟骨形成性成長支持基質を樹立することを助けるために、該インサートに取り外し可能に配置された修復因子を含む請求項１に記載の軟骨修復ユニット。
3. 前記修復因子は成長因子である請求項２に記載の軟骨修復ユニット。
4. 前記成長因子は、線維芽細胞成長因子、トランスフォーミング増殖因子ベータ、インシュリン、インシュリン様成長因子、血小板由来成長因子及びこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項３に記載の軟骨修復ユニット。
5. 前記修復因子は、付着因子である請求項２に記載の軟骨修復ユニット。
6. 前記付着因子は、フィブロネクチン、ＲＧＤポリペプチド及びこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項５に記載の軟骨修復ユニット。
7. 除去された、損傷又は破壊を受けた関節軟骨の部域とこれに隣接する健康な関節軟骨及び軟骨下の海綿骨の部域との間に軟骨形成成長支持基質を樹立することによって、骨の連結表面に、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を再生する生体吸収軟骨修復ユニットであって、当該軟骨修復ユニットは、
   Ａ 滑膜性連結液の吸収による実質的な拡張に対して寸法的に安定な実質的に完全な生体吸収物質からなり、除去された損傷又は破壊を受けた関節軟骨の部域とこれに隣接する健康な関節軟骨及び軟骨下の海綿骨の部域との両方に取り付けられるような形態及び寸法をしたデリバリユニットと；
   Ｂ 前記デリバリユニットにより支持され、実質的に完全な生体吸収物質からなり、軟骨形成成長支持基質のために、前記除去された部域とこれに隣接する健康な部域との間の連絡を樹立する多孔質インサートと；
   のアセンブリを含み、前記軟骨修復ユニットは、複数のアセンブリを含み、該アセンブリの前記デリバリユニットは、前記骨及び前記除去された部域の内部に配置され、該アセンブリの前記インサートは、前記除去された部域の実質的な部分に前記軟骨形成成長支持基質を樹立しており、前記デリバリユニットは、隣接する前記インサートの表面への血管の侵入及び細胞の移動をそれを通って可能にする流路を画定する、当該軟骨修復ユニット。
8. 前記インサートは、ヒアルロン酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリ乳酸、フィブリン凝塊、骨膜細胞、ポリジオキサン、ポリエステル、アルギン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択された生体吸収材料から実質的になる請求項１に記載の軟骨修復ユニット。
9. 前記デリバリユニットは、ヒアルロン酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、アルギン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択された生体吸収材料を含む請求項１に記載の軟骨修復ユニット。
10. 前記アセンブリは、前記デリバリユニットと前記デリバリユニット中の前記インサートとの相対回転を排除する手段を含む請求項１に記載の軟骨修復ユニット。
11. 複数のアセンブリを含み、このアセンブリの前記デリバリユニットは、骨の健康な部域及び前記除去された部域の内部に取り付けられ、前記アセンブリの前記インサートは、前記除去された部域の実質的な部分に前記軟骨形成成長支持基質を樹立し、前記アセンブリの前記デリバリユニットは多角形の形態をし、嵌め合わされている請求項１０に記載の軟骨修復ユニット。
12. 前記インサートは、ヒアルロン酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリ乳酸、フィブリン凝塊、骨膜細胞、ポリジオキサン、ポリエステル、アルギン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択され、前記デリバリユニットはヒアルロン酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、アルギン酸塩及びこれらの組み合わせからなる群より選択された生体吸収材料を含む請求項１０に記載の軟骨修復ユニット。
13. 軟骨形成成長支持基質を樹立するために骨の表面に取り付けられるように適合された軟骨修復ユニットであって、滑膜性連結液中で寸法的に安定である実質的に完全な生体吸収物質からなり、骨上に及び骨の内部に取り付けられるような形態及び寸法を有するデリバリユニットであって、支持フレーム並びに骨に及び骨の内部に前記デリバリユニットを取り付ける手段を含むデリバリユニットと、実質的に完全な生体吸収物質からなり、体積当たり少なくとも９５容量％の空隙率で定義付けされ、前記支持フレームに支持されて軟骨形成成長支持基質をもたらす多孔質のインサートとを含み、前記デリバリユニットは、隣接する前記インサートの表面への血管の侵入及び細胞の移動をそれを通って可能にする流路を画定する、当該軟骨修復ユニット。
14. 前記インサートは、前記軟骨形成成長支持基質をもたらすことを助けるために、前記インサートに取り外し可能に配置された修復因子を含む請求項１３に記載の軟骨修復ユニット。
15. 前記支持フレームは、前記インサートへの血管の侵入及び細胞の移動を可能にするように構築されている請求項１３に記載の軟骨修復ユニット。
16. 前記支持フレームは、前記インサートの底面への血管侵入及び細胞移動がそこを通って可能となる複数の流路を画定する開放された上面及び底面を有する請求項１５に記載の軟骨修復ユニット。
17. 前記インサートは側部を有し、前記支持フレームは、関節軟骨の健康な部域に隣接した前記インサートの側部に向かって細胞移動が可能となるように前記インサートがそこを通って拡張するウィンドウを画定する側壁を有する請求項１６に記載の軟骨修復ユニット。
18. 前記デリバリユニット及び前記インサートは、アセンブリを画定し、前記軟骨修復ユニットは、突き合わせ及び隣接した関係で互いに嵌め合わされる複数の該アセンブリからなる請求項１３に記載の軟骨修復ユニット。
19. 前記デリバリユニットは、前記インサートよりも堅い請求項１３に記載の軟骨修復ユニット。
20. さらに、前記デリバリユニット及び前記インサートの相対的な回転を排除する手段を含む請求項１３に記載の軟骨修復ユニット。
21. 除去された、損傷又は破壊を受けた関節軟骨の部域とこれに隣接する健康な関節軟骨及び海綿骨の部域との間に軟骨形成成長支持基質を樹立することによって、骨の表面に、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を再生する生体吸収軟骨修復ユニットであって、当該軟骨修復ユニットは、
    Ａ 除去された、損傷又は破壊を受けた関節軟骨の部域とこれに隣接する関節軟骨及び海綿骨の部域との両方に取り付けられるような形態及び寸法をしたデリバリユニットと；
    Ｂ 前記デリバリユニットにより支持され、軟骨形成支持基質のために、前記除去された部域とこれに隣接する健康な部域との間の連絡を樹立する多孔質の生体吸収インサートと；
    を含み、前記デリバリユニットは、開放された上面、底面並びに該上面及び底面を連結する側壁を有し、前記底面は、前記インサートの底面を介する血管の侵入及び細胞の移動がそこを通って可能となる複数の流路を画定し、前記側壁は、健康な軟骨関節に隣接する前記インサートの側面への細胞の移動を可能にするためにインサートが拡張するウィンドウを画定する生体吸収軟骨修復ユニット。
22. 除去された、損傷又は破壊を受けた関節軟骨の部域とこれに隣接する健康な関節軟骨及び軟骨下の海綿骨の部域との間に軟骨形成成長支持基質を樹立することによって、骨の連結表面に、損傷又は破壊を受けた関節軟骨を再生する生体吸収軟骨修復ユニットであって、当該軟骨修復ユニットは、
    Ａ 軟骨形成成長支持基質のために、前記除去された部域とこれに隣接する健康な部域との間の連絡を樹立するための体積あたり少なくとも９５％の空隙率で定義される多孔質の生体吸収インサートと；
    Ｂ 除去された部域及びこれに隣接する健康な部域に取り付けられるような形態及び寸法を有するデリバリユニットであって、除去された部域中であり、隣接する健康な部域に包囲された前記インサートを配置する手段を含む該デリバリユニットと；
    のアセンブリを含み、前記デリバリユニットは、隣接する前記インサートの表面への血管の侵入及び細胞の移動をそれを通って可能にする流路を画定する、当該軟骨修復ユニット。
23. 前記インサートは、前記軟骨形成性成長支持基質を樹立することを助けるために、該インサートに取り外し可能に配置された修復因子を含み、該修復因子は、成長因子、付着因子及びこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項１０に記載の軟骨修復ユニット。

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